Star-Trek-Technik an der Universität

Wenn in der US-Fernsehserie "Star Trek" Mahlzeiten, Getränke und Kleidung aus dem Nichts entstehen, dann ist ein Replikator im Einsatz. Ein solches Gerät schien lange Zeit völlig utopisch zu sein. Doch in der Gestalt moderner 3D-Drucker wird es zunehmend Wirklichkeit.

Tintenstrahldrucker beschichten Papier mit Farbe. Ähnlich funktionieren 3D-Drucker – nur dass sie in einem vielstufigen Prozess so viele Schichten hintereinander auftragen, dass am Ende ein dreidimensionales Objekt entsteht. Statt Farbe werden dabei verflüssigte Kunststoffe "gedruckt".

3D-Druck als Service des Rechenzentrums

Autoindustrie und Flugzeugbau setzen den 3D-Druck schon seit einigen Jahren für die Entwicklung von Prototypen ein. Die Geräte erobern jetzt aber auch andere Märkte. Sogar für Privatpersonen sind sie inzwischen erschwinglich – ein einfacher 3D-Drucker kostet derzeit rund 800 Euro.

Um die Technologie auch an der Universität Würzburg verfügbar zu machen, hat das Rechenzentrum vor kurzem einen 3D-Drucker angeschafft. "Wir wollen damit für die ganze Universität einen Service etablieren, wie wir ihn zum Beispiel auch mit dem Posterdruck anbieten", sagt Matthias Funken, Leiter des Rechenzentrums.

Gehäuse für Kopfdisplays produziert

Erster Nutzer des 3D-Druckers ist Frank Steinicke. Der Professor für Medieninformatik lässt derzeit im Rechenzentrum Kunststoffgehäuse für Kopfdisplays (Head-Mounted Displays, HMD) herstellen. Die "digitale Druckanleitung" dafür hat das MxR-Labor der University of Southern California zur Verfügung gestellt. Ein Druckprozess dauert je nach Größe, Komplexität und Druckauflösung bis zu zwölf Stunden.

"In die Gehäuse setzen wir später LCD-Panels mit entsprechendem VGA- bzw. DVI-Board ein", erklärt Steinicke. Mit solchen Displays vor Augen erhalten Menschen in virtuellen dreidimensionalen Umgebungen einen sehr echten Raumeindruck. "Die Displays werden dann noch in handelsübliche Skibrillen eingepasst, damit sie sich bequem tragen lassen", sagt der Professor.

Mit der Brille lässt sich zum Beispiel ein virtuelles 3D-Stadtmodell von Würzburg erkunden, das die Arbeitsgruppe Medieninformatik entwickelt hat. Dabei ergeben sich laut Steinicke interessante Forschungsfragen: Wie nehmen Menschen Bewegung und Raum in solchen immersiven Welten wahr? Und wie interagieren sie dort?

Viele Einsatzgebiete an der Uni

"Neben solchen Display-Gehäusen lassen sich natürlich auch viele andere Objekte drucken", betont Matthias Funken. In der Universität sieht er zahlreiche Einsatzgebiete für den 3D-Druck – zum Beispiel Vorrichtungen für Experimente in den Naturwissenschaften, Objekte zur anschaulichen Darstellung mathematischer Funktionen oder Modelle von historischen Gebäuden.

Derzeit machen sich Bernhard Ludewig und weitere Mitarbeiter des Rechenzentrums mit den Feinheiten des neuen 3D-Druckers vertraut. "Das System ist noch relativ komplex", sagt Funken. Je nach Kunststoff und Objektform müsse man bestimmte Parameter sehr sorgfältig einstellen, damit das Ergebnis gelingt. Der Leiter des Rechenzentrums geht aber davon aus, dass das System schon in den kommenden zwei Jahren deutlich nutzerfreundlicher wird: "Da ist viel im Fluss, an den Druckertreibern zum Beispiel wird derzeit intensive Entwicklungsarbeit geleistet."

Digitales Medienlabor ab Herbst

Der neuen Entwicklung in Sachen 3D misst das Rechenzentrum große Bedeutung bei. Im Herbst soll darum ein erweitertes Digitales Medienlabor in Betrieb gehen, wie Funken ankündigt. Das Labor werde Nutzern aus der Universität die Digitalisierung zweidimensionaler Vorlagen (Fotos, Bilder, Video, Audio) ermöglichen sowie – als Neuheit – das Scannen, Fotografieren, Filmen, Bearbeiten, Projizieren und Ausdrucken von 3D-Objekten.

Kontakt

Prof. Dr. Frank Steinicke, Immersive Media Group (IMG), Institut für Informatik / Institut für Mensch-Computer-Medien, Universität Würzburg, T (0931) 31-85816, frank.steinicke@uni-wuerzburg.de

Matthias Funken, Rechenzentrum der Universität Würzburg, T (0931) 31-86955, matthias.funken@uni-wuerzburg.de

von: Robert Emmerich